2018年8月1日
20:44
1.内存分配方式
内存分配方式有三种：
- 从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量，static 变量。
- 在栈上创建。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。
- 从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行的时候用 malloc 申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用 free 释放内存。动态内存的生存期由我们决定，使用非常灵活，但问题也最多。
2.常见的内存错误：
1.内存分配未成功，却使用了它。
没有意识到内存分配会不成功。常用解决办法是， 在使用内存之前检查指针是否为 NULL。如果指针 p 是函数的参数，那么在函数的入口处用assert ( p ! =NULL) 进行检查。如果是用 malloc 来申请内存，应该用 i f ( p==NULL) 或 i f ( p ! =NULL) 进行防错处理。
2.内存分配虽然成功，但是尚未初始化就引用它。
犯这种错误主要有两个起因：一是没有初始化的观念；二是误以为内存的缺省初值全为零，导致引用初值错误（例如数组）。
内存的缺省初值究竟是什么并没有统一的标准，尽管有些时候为零值，宁可信其无不可信其有。所以无论用何种方式创建数组，都别忘了赋初值，即便是赋零值也不可省略，不要嫌麻烦。
3.内存分配成功并且已经初始化，但操作越过了内存的边界。
例如在使用数组时经常发生下标“多 1”或者“少 1”的操作。特别是在 for 循环语句中，循环次数很容易搞错，导致数组操作越界。
4.忘记了释放内存，造成内存泄露。
含有这种错误的函数每被调用一次就丢失一块内存。刚开始时系统的内存充足，你看不到错误。终有一次程序突然死掉，系统出现提示：内存耗尽。
动态内存的申请与释放必须配对，程序中 malloc 与 free 的使用次数一定要相同， 否则肯定有错误。
5.释放了内存却继续使用它。有三种情况：
（1）程序中的对象调用关系过于复杂，实在难以搞清楚某个对象究竟是否已经释放了内存，此时应该重新设计数据结构，从根本上解决对象管理的混乱局面。
（2）函数的 return 语句写错了，注意不要返回指向“栈内存”的“指针”或者“引用”，因为该内存在函数体结束时被自动销毁。
（3）使用 free 释放了内存后，没有将指针设置为 NULL。导致产生“野指针”。
注意：
a.用 ma ll oc 或 new 申请内存之后，应该立即检查指针值是否为 NULL。防止使用指针值为 NULL 的内存。
b.不要忘记为数组和动态内存赋初值。防止将未被初始化的内存作为右值使用。
c.避免数组或指针的下标越界，特别要当心发生“多 1”或者“少 1”操作。
d.动态内存的申请与释放必须配对，防止内存泄漏。
e.用 free 或 delete 释放了内存之后，立即将指针设置为 NULL，防止产生“野指针”。
3.指针与数组的对比
指针和数组在不少地方可以相互替换着用，让人产生一种错觉，以为两者是等价的。数组要么在静态存储区被创建（如全局数组），要么在栈上被创建。数组名对应着（而不是指向）一块内存，其地址与容量在生命期内保持不变，只有数组的内容可以改变。指针可以随时指向任意类型的内存块，它的特征是“可变”，所以我们常用指针来操作动态内存。指针远比数组灵活，但也更危险。
修改内容
char a [] = “hello ” ;
a [ 0 ] = ‘X’ ;
char * p = “world” ; / / 注意 p 指向常量字符串
p [ 0 ] = ‘X’ ; //编译器不能发现该错误
字符数组 a 的容量是 6 个字符，其内容为 hello\0。a 的内容可以改变，如 a[0]= ‘X’。指针 p 指向常量字符串“world”（位于静态存储区，内容为 world\0），常量字符串的内容是不可以被修改的。从语法上看，编译器并不觉得语句 p[0]= ‘X’有什么不妥，但是该语句企图修改常量字符串的内容而导致运行错误。
内容复制与比较
不能对数组名进行直接复制与比较。下例中，若想把数组 a 的内容复制给数组 b，不能用语句 b = a ，否则将产生编译错误。应该用标准库函数 strcpy 进行复制。同理，比较 b 和 a 的内容是否相同，不能用 i f ( b==a) 来判断，应该用标准库函数 s t rcmp 进行比较。
语句 p = a 并不能把 a 的内容复制指针 p，而是把 a 的地址赋给了 p。要想复制 a 的内容，可以先用库函数 ma ll oc 为 p 申请一块容量为 s t r l en( a)+1 个字符的内存，再用 s t rcpy 进行字符串复制。同理，语句 i f ( p==a) 比较的不是内容而是地址，应该用库函数 s t rcmp 来比较。
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// 数组… char a [] = " hello" ; char b [ 10 ]; strcpy( b , a) ;/ / 不能用b = a ; if ( strcmp( b , a) == 0 )// 不能用i f ( b == a) … |
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// 指针… int len = strlen(a) ; char * p = ( char * ) malloc( sizeof ( char) * ( len+1 )) ; strcpy( p, a) ;// 不要用 p = a ; i f ( strcmp( p, a) == 0 )// 不 要 用 if ( p == a) … |
4.指针参数是如何传递内存的
如果函数的参数是一个指针，不要指望用该指针去申请动态内存。下面的程序中Tes t 函数的语句 Get Memory( str , 200 )并没有使 str 获得期望的内存，st r 依旧是 NULL
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void Get Memory( char *p , int num) { p = ( char * ) malloc( sizeof ( char) * num) ; } |
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void Test ( void) { char * str = NULL ; Get Memory( str , 100 ) ;// s t r 仍然为 NULL strcpy( str , " hello" ) ;// 运行错误 } |
毛病出在函数 Get Memory 中。编译器总是要为函数的每个参数制作临时副本，指针参数 p 的副本是 _p，编译器使 _p = p。如果函数体内的程序修改了_p 的内容，就导致参数 p 的内容作相应的修改。这就是指针可以用作输出参数的原因。在本例中，_p 申请了新的内存，只是把_p 所指的内存地址改变了，但是 p 丝毫未变。所以函数 Get Memory 并不能输出任何东西。事实上，每执行一次 Get Memory 就会泄露一块内存，因为没有用 free 释放内存。
5.野指针
“野指针”不是 NULL 指针，是指向“垃圾”内存的指针。人们一般不会错用 NULL
指针，因为用 if 语句很容易判断。但是“野指针”是很危险的，if 语句对它不起作用。
“野指针”的成因主要有两种：
（1）指针变量没有被初始化。任何指针变量刚被创建时不会自动成为 NULL 指针，它的缺省值是随机的，它会乱指一气。所以，指针变量在创建的同时应当被初始化，要么将指针设置为 NULL，要么让它指向合法的内存。例如
char * p = NULL ;
char * s t r = ( char * ) malloc( 100 ) ;
（2）指针 p 被 free 或者 delete 之后，没有置为 NULL，让人误以为 p 是个合法的指针。
6.malloc/free 的使用
函数 malloc 的原型如下：
void * malloc( size_t size) ;
用 malloc 申请一块长度为 l eng t h 的整数类型的内存，程序如下：
Int * p = ( int * ) malloc( sizeof ( int ) * length) ;
我们应当把注意力集中在两个要素上：“类型转换”和“s i zeof ”。
malloc 返回值的类型是 void *，所以在调用 malloc 时要显式地进行类型转换，将
void * 转换成所需要的指针类型。
malloc 函数本身并不识别要申请的内存是什么类型，它只关心内存的总字节数。
函数 free 的原型如下：
void free( void * memblock ) ;
指针 p 的类型以及它所指的内存的容量事先都是知道的，语句 f ree( p) 能正确地释放内存。如果 p 是 NULL 指针， 那么 f ree 对 p 无论操作多少次都不会出问题。如果 p 不是 NULL 指针，那么 f ree 对 p 连续操作两次就会导致程序运行错误。